EP1454685A2 - Verfahren zum Umformen eines Werkstücks und Walzmaschine - Google Patents

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EP1454685A2
EP1454685A2 EP04002972A EP04002972A EP1454685A2 EP 1454685 A2 EP1454685 A2 EP 1454685A2 EP 04002972 A EP04002972 A EP 04002972A EP 04002972 A EP04002972 A EP 04002972A EP 1454685 A2 EP1454685 A2 EP 1454685A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotation
rollers
axes
relative position
target
Prior art date
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EP04002972A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1454685A3 (de
EP1454685B1 (de
Inventor
Günther Hofmann
Stelios Katsibardis
Siegfried Hausdörfer
Henry Zwilling
Günther Vogler
Herbert Rüger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Langenstein and Schemann GmbH
Original Assignee
Langenstein and Schemann GmbH
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Publication date
Priority claimed from DE10316249A external-priority patent/DE10316249B4/de
Application filed by Langenstein and Schemann GmbH filed Critical Langenstein and Schemann GmbH
Priority to EP07004135.5A priority Critical patent/EP1782896B1/de
Publication of EP1454685A2 publication Critical patent/EP1454685A2/de
Publication of EP1454685A3 publication Critical patent/EP1454685A3/de
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Publication of EP1454685B1 publication Critical patent/EP1454685B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/18—Making articles shaped as bodies of revolution cylinders, e.g. rolled transversely cross-rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a workpiece and a rolling machine that is suitable for performing the method.
  • Intermediate form for forming workpieces from an initial shape into a desired one Intermediate form (semi-finished, preforming) or final form (finished product, Finished molds) are, among many other processes, also rolling processes known, which are counted among the pressure forming processes.
  • rolling the workpiece rolling stock
  • Tool profiles are used in the profile rolling process arranged on the circumference of the rollers, which corresponding to the generation Enable profiles in the workpiece.
  • rolling flat the cylindrical ones work or conical outer surfaces of the rollers directly on the workpiece.
  • the workpiece With regard to the relative movement of the tools or rollers on the one hand and on the other hand, the workpiece is divided into longitudinal rolls, Cross rolls and cross rolls.
  • the workpiece becomes vertical during longitudinal rolling to the axes of rotation of the rollers in a translatory movement and mostly without rotation through the space between the rollers (roller gap) emotional.
  • the workpiece does not move translationally during cross rolling regarding the rollers or their axes of rotation, but only rotates about its own axis, which is usually a major axis of inertia, in particular the axis of symmetry for a rotationally symmetrical workpiece, is.
  • cross rolling When combining both types of movement in longitudinal rolling and in Cross rolling is referred to as cross rolling.
  • the rollers are in the Usually at an angle to each other and to the workpiece, which is translational and rotational is moved.
  • Profile cross rolling machines in which two rolls are arranged on the outer circumference wedge-shaped profile tools around mutually parallel axes of rotation Rotating in the same direction is sometimes referred to as cross wedge rolling.
  • the tools have a wedge-shaped or triangular cross-section Geometry can and along the circumference in its axial Increase dimension in one direction and / or at an angle to the axis of rotation of the Rolls run.
  • cross wedge rollers or profile cross rollers allow a variety of forming of workpieces with high precision or dimensional accuracy.
  • the wedge-shaped Tools can have circumferential grooves and other tapering in the rotating workpiece. Due to the axial offset in the circumferential direction or the oblique arrangement of the tool wedges relative to The axis of rotation can, for example, change structures axially to the axis of rotation and tapering in the workpiece.
  • the axis of rotation can be axial in combination with the oblique arrangement running slopes and continuous transitions between two tapers different diameters can be generated in the workpiece.
  • the Wedge shape of the tools allows the production of fine structures through the Wedge outer edges or outer surfaces.
  • Cross wedge rollers are particularly suitable for the production of elongated, rotationally symmetrical workpieces with constrictions or elevations such as cams or ribs.
  • the forming pressure force and the forming temperature depend on that Material from which the workpiece is made and the requirements the dimensional accuracy and surface quality after forming.
  • the forming is usually carried out carried out during rolling at elevated temperatures in order to form required formability or flowability of the material to reach.
  • These temperatures particularly those that occur during forging With a so-called cold forming in the range of room temperature, for semi-hot forming between 550 ° C and 750 ° C and at a so-called hot forming are above 900 ° C.
  • Cross wedge rolling machines (or: profile cross rolling machines) are known in which the workpieces at the beginning of the rolling process by means of a positioning device, which includes two positioning supports (so-called guidelines), in a starting position between the two rollers, which is usually corresponds to the geometric center or the center of the nip, positioned. The position of the rollers and their distance from each other will be fixed in advance. Now the positioning supports of the positioning device withdrawn so that the workpiece is free between the Rolls turns and kneaded into the desired shape between the tools becomes. After this rolling or kneading process and the corresponding completion the workpiece is the workpiece via a recess in the rotating rolling tool detected and ejected.
  • a positioning device which includes two positioning supports (so-called guidelines), in a starting position between the two rollers, which is usually corresponds to the geometric center or the center of the nip, positioned.
  • the position of the rollers and their distance from each other will be fixed in advance. Now the positioning supports of the
  • a cross wedge rolling machine for the transverse rolling of rotary bodies or flat workpieces with two work rolls rotating in the same direction of rotation, on the roll surfaces of which wedge tools are interchangeably arranged.
  • the wedge tools each have wedge-shaped or triangular-shaped, increasing from the roller shell to a height end position adapted to the workpiece to be manufactured, roughened by knurling or other means, and wedge-shaped smooth shaped surfaces with the same distance from the roller shell with calibration effect.
  • the wedge tools are designed as deformation segments and only run over a partial circumference of the associated roller surface. The surfaces and tools of the two work rolls facing each other move in opposite or opposite directions on the workpiece.
  • EP 1 256 399 A1 discloses a cross-rolling machine with two modules operated in parallel, each with two rollers rotating in the same direction of rotation, which have half-shell-shaped tools with radially projecting tool wedges on their circumferential surface, the reshaping of a workpiece only rotating around half the circumference of a pair of rollers requires. All four rollers are driven by only one drive motor via an intermediate gear unit and drive shaft.
  • the invention is based on the object, a new method for Forming workpieces and a new rolling machine with which this Procedure is feasible to specify.
  • the term "reshaping" means any transformation of the form of a Workpiece understood in a different form, as also described at the beginning, including preforms and preforms.
  • the axes of rotation of the Rolls are defined as geometric or mathematical axes in (Euclidean, three-dimensional) space around which the rollers rotate. Power transmission or mechanical axes are used in this application called waves.
  • the invention is based on the consideration of an automated or automatic (or: automatic) setting of the relative position of the axes of rotation of the Rolling the rolling machine to perform, generally at least an actuator is used. So it becomes particular according to the invention a control, regulation or correction is carried out, the control, Rule or correction variable the relative position of the axes of rotation of the rollers is.
  • the rolling machine accordingly contains a regulation or correction in an independently claimable variant or also in one claim 26 dependent embodiment in addition to the forming rollers, the rotary drive (s) and the at least one Actuator according to claim 17 also at least one device for Determining the relative position of the axes of rotation of the rollers to one another, in particular during the forming phase, and at least one control device, with the device for determining the relative position of the axes of rotation and is connected to each actuator or is operatively connected for correcting the relative position of the axes of rotation to a target relative position by means of the actuator (s).
  • control device compares then the determined values or signals for the relative position the axes of rotation with the target relative position and changes when one is determined inadmissible deviation from the target relative position the relative position of the roll axes via the actuator (s) until the deviation is again within a permissible tolerance range.
  • the relative position of the Axes of rotation of the rollers determined during the forming phase preferably at a given angle of rotation position of at least one of the rollers and / or a predetermined force load on the roller (s) or forming force.
  • a rotation angle sensor device can then be used Determining the roll rotation angle and / or a force sensor device be provided for determining the forming force.
  • the correction or adjustment of the relative position of the axes of rotation of the rollers can now in real time or directly during the forming phase, in particular in a continuous or in small time intervals regulation.
  • the target relative position corresponds then the desired roll position during the forming.
  • certain actual position of the relative position of the roll axes of rotation only after or also before forming and / or after ejecting the workpiece the space between the tools or the rollers and / or in a state of the rollers relieved of forming force to a target relative position corrected.
  • the target relative position is then possibly to a target position in the loaded state or adjusted during the forming phase. It can then a change in the relative position during the forming phase the at least one actuator is omitted.
  • the rollers are generally rotatable in two storage devices or stored rotating.
  • the positions of the axes of rotation of both rollers are preferably Correction or change of the relative position of their axes of rotation adjustable or changeable and can be regulated or corrected to the corresponding target positions.
  • the rollers can now either independently of each other, i.e. without a coupling of their movement, with their own actuators or dependent from each other, i.e. with a control or mechanical Coupling, adjustable or can be set. But it can also Movements and positions of the axes of rotation of both rollers with each other be coupled that the axes of rotation of both rollers simultaneously, preferably even at the same speed, on a between the Reference position lying on the rollers, preferably the central axis, to or are or can be moved away from it.
  • Such a synchronous Movement can be achieved with independent actuators common control or by mechanical coupling with Transmission (s) can be realized.
  • the relative position of the axes of rotation of the rollers a distance at one point or at least two distances at different points on the axes of rotation two rollers from each other or one or two distances from each axis of rotation determined to a central axis between the two rollers and this (r) determined distance / distances to correct the relative position of the Axes of rotation used to the target relative position.
  • everyone can determined distance compared with an associated target distance be and in the event of a deviation from the target distance outside a predetermined Tolerance range are corrected to the target distance. It is but also possible, from the individual distances (or positions) a geometric To determine the relative position of the axes of rotation mathematically and to correct.
  • the central axis (or: geometric center, central position) for recording the space provided between the rollers or the workpiece Tools can in particular be positioned by a positioning device of the workpiece between the rollers, with the central axis within a movement plane or on a movement axis two mutually movable positioning parts of the positioning device to hold the workpiece between the two positioning parts can.
  • This determination of the roll positions or the roll distance Relative to the workpiece has the advantage of being able to be relatively a reliable reference position to the workpiece is justified, which defines the position of the workpiece.
  • the distances the axes of rotation to the central axis are also clearly related to the distances between the axes of rotation.
  • the determination of the relative position of the axes of rotation to one another can therefore be carried out in only one dimension or projection onto a coordinate direction (spatial direction) or in two or even three dimensions or coordinate directions respectively.
  • the rolling machine For measuring the position (s) or the distance (s) of the rotary axes the rolling machine generally comprises a measuring device, which in particular at least one non-contact sensor, in particular an ultrasonic sensor and / or an optical sensor and / or an inductive sensor and / or a magnetic sensor, and / or a touching sensor, for example a cable encoder.
  • a measuring device which in particular at least one non-contact sensor, in particular an ultrasonic sensor and / or an optical sensor and / or an inductive sensor and / or a magnetic sensor, and / or a touching sensor, for example a cable encoder.
  • the distances between the storage facilities and the Positioning device can be measured, with the sensors on their outer sides can be attached.
  • the adjustable Roller (s) or their storage device (s) for correction or adjustment the relative position to the target relative position or for setting the position (s) their axis of rotation (s) or the distance between the axes of rotation of the rollers linear (or: rectilinear, translational) moved.
  • a linear, purely translational Movement is easy to implement in terms of drive technology.
  • the direction of movement linear movement or displacement of the roller (s) is preferred essentially perpendicular (or: orthogonal) to the axes of rotation of the rollers.
  • the movement can in particular in a vertical Direction, i.e. parallel to the gravitational force.
  • Another one too Movement type for the rollers can be advantageous, especially with asymmetrical ones thermal or mechanical changes in shape or volume in the rolling machine, for example a rotation or tilting movement or one composed of translational and rotary motion or along a given, non-rectilinear trajectory (or: Movement) of the rotary axes.
  • the movement of the The axes of rotation of the rollers can therefore be with one, two or even three degrees of freedom respectively.
  • the axes of rotation of the rolls are generally at least approximate set parallel position to each other and are usually too Main axes of inertia of the rolls, in particular cylinder or central axes with cylindrical rollers.
  • the Rollers and their axes of rotation seen in the direction of gravity, one above the other or arranged vertically to each other. But it is also a horizontal or inclined arrangement of the rollers and their axes of rotation possible.
  • the target relative position, target position (s) or target distances of the rotary axes the rollers depending on the material and / or shape (or: geometry) of the workpiece to be formed or of the desired shape or the desired dimensions of the workpiece after forming.
  • shape of the current workpiece in front of the Forming phase can be measured.
  • the parameters of a Workpiece can be entered in advance using a sample.
  • a first basic, particularly advantageous application of the invention which is also referred to below as the compensation mode, is based on the knowledge that during the forming process of a workpiece or a process with several successive forming processes in the Machining multiple work pieces expansions or contractions within the rolling machine, especially in the carrier device of the rolls or even within the rollers and tools themselves.
  • Caused these changes in shape and volume are particularly affected by the Forming forces (mechanical expansion or contraction) and by introducing the relative to hot or hot forming high temperature workpiece and the associated temporal and spatial temperature changes leading to thermal expansion or cause contraction.
  • These changes in shape or Volume in the rolling machine are therefore disturbances of the process and disadvantageously change the optimal or preset for the forming process Relative positions of the rollers or tools to each other.
  • a second basic application also referred to below as the forming mode is referred to and alternatively or in addition to the compensation mode can be provided based on the idea of control or regulation of the relative position of the axes of rotation of the rollers for adjustment the forming and / or the forming pressure on the workpiece.
  • the relative position, the position (s) or the distance or distances of the axes of rotation of the rollers during the or at least one forming phase and / or in a forming force Condition of the rollers to the target relative position or the target position (s) or controlled, regulated or corrected the target distance (s).
  • the target relative position or the target position (s) or the target distance or the target distances during the forming phase according to a generally depending on the angular or rotational position the rollers (position-controlled) or time (time-controlled), Course led that a desired, in particular position-dependent or temporal, course of the desired when the workpiece is formed Forming pressure or the forming of the workpiece adjusted is.
  • the variable roll position with the same at least one tool or the same surfaces of the rollers by setting different courses of the target relative position or target position (s) or the target distance or the target distances different transformations of the same in different forming phases or different workpieces are generated, in particular by reducing the distance of the axes of rotation during at least one Part of the forming phase.
  • the increasing radial Expansion of a wedge tool by reducing the roller gap at least partially replicated or replaced.
  • the default The course of the target relative position can be determined in advance and stored.
  • deviations in the tool from a given one can also occur Shape, for example due to dimensional tolerances or wear Adjusting the target relative position of the axes of rotation of the rollers at least approximately be balanced.
  • the forming process carried out with the method and the rolling machine can be a cold forming process, but is preferably a hot forming process or a hot forming process.
  • hot and hot forming is the correction of the roller positions according to the invention for Compensation or to compensate for thermal changes in particular advantageous.
  • the material of the workpiece can contain iron, for example iron itself or a steel, or a non-ferrous metallic Be material, for example aluminum or an aluminum alloy.
  • the rolling machine is as Profile cross rolling machine or cross wedge rolling machine, whose basic structure was described at the beginning.
  • the rollers therefore open and rotate corresponding profile or wedge tools in the same direction to each other, whereby the workpiece is only on its own axis rotates and is not transported translationally by the rollers.
  • the tools on the rollers are wedge-shaped or in particular in cross section triangular and take along the circumference in their radial dimension in one direction and / or run obliquely to the axis of rotation of the associated one Roller.
  • transverse rolling processes and machines can also be used in longitudinal rolling processes and machines, for example for stretch rolling.
  • At least one actuator can now be a hydraulic drive.
  • at least one or each actuator is an electric motor Drive, in particular a spindle drive.
  • the accuracy of the actuating movement the actuator is preferably in the range of a few tenths mm or even a few hundredths of a mm, preferably at least 0.1 mm, and / or a thousandth of the adjustment path or stroke. With that, too the tolerance range for the correction or deviation of the relative position the axes of rotation to the desired relative position selected in this order of magnitude become.
  • rollers with rotating or non-rotating carrier device or: roll stand, Roller frame
  • the actuator (s) are mounted or is or are worn.
  • each roller End faces of the roller connectable or connected to the roller and with the roller co-rotating or rotating holding devices provided.
  • the connection of the holding devices to the rollers is preferred detachable to allow changing of tools or rollers or to facilitate.
  • the storage devices with the holding devices stored in them at least a roller are connected to the actuator (s) assigned to this roller is coupled or can be coupled and via the actuator (s) movable for changing the position of the axis of rotation of the associated Roller.
  • each bearing device is each equipped with an actuator connected and the control device controls the actuators of both Bearing devices of a roller according to the desired movement the axis of rotation of the roller.
  • the carrier device has, in particular, guide areas to guide the storage facilities as they move.
  • the bearing devices can be guided by plain bearings or roller bearings get supported.
  • the rollers form with the associated ones Rotary drives each have a unit that is shared by the actuators is adjustable.
  • the actuators When moving a roller through the or the associated Actuator (s) thus remains the relative arrangement or position of the Rotary drive assigned to the roller unchanged or translation-invariant.
  • the carrier device comprises four support elements, between two of the four support elements one of the bearing devices of a first of the two rollers and one of the Storage facilities of the second of the two rollers and between the other two of the four support elements the other storage device of the first Roller and the other storage device of the second roller arranged and are preferably movably guided.
  • the actuators for the rollers are generally facing away from one another Sides of the rollers arranged to be between the rollers and laterally leaving space for the workpieces and other machine parts are.
  • the rolling machine shown in Figures 1 to 5 is a cross wedge roller or Cross wedge rolling machine designed and comprises a first work roll 2, the is rotatable or rotating about an axis of rotation A, and a second work roll 3, which is rotatable or rotating about an axis of rotation B.
  • the direction of rotation of both work rolls 2 and 3 is illustrated with the arrows shown and the same.
  • the axes of rotation A and B are essentially parallel to each other and perpendicular to the direction indicated by the arrow the gravitational or gravitational force (gravitational force) so that the work rolls 2 and 3 are arranged one above the other.
  • the work rolls have a substantially cylindrical outer surface.
  • the distance W between the two axes of rotation A and B of the work rolls 2 and 3 is referred to below as the roller spacing.
  • the distance between the cylindrical outer surfaces of the two work rolls 2 and 3 clearly linked to the distance W via the roller diameter.
  • a between the two work rolls 2 and 3 parallel to the axes of rotation A and B running central axis defining the geometric center (or: Middle layer) is marked with M. With symmetrical position of the two axes of rotation A and B to the central axis M is the distance between the two axes of rotation A and B to the central axis M is W / 2.
  • the tools 20 and 21 are the first Work roll 2 and the tools 30 and 31 of the second work roll 3 each at an angle and at an angle to the respective axis of rotation A and B. arranged, the tools 20 and 21 of the work roll 2 with respect the central axis M axially in the substantially same positions are.
  • the tools 20 and 21 or 30 and 31 on the facing each other Inside closer together than on the outside facing away.
  • the tools 20 and 21 and 30 and 31 Preferably take the tools 20 and 21 and 30 and 31 in the circumferential direction also seen in their cross section, with the increase in cross section for tools 20 and 21 in the same direction of rotation or Orientation is and with the tools 30 and 31 of the second work roll 3 opposite or in the opposite direction to that of the tools 20 and 21 the first work roll 2.
  • Each of the two work rolls 2 and 3 is now on its two end faces Ends each with a shaft extension in two bearing devices 16 and 17 or 18 and 19 rotatably mounted about the respective axis of rotation A or B.
  • Distance sensors are arranged on the bearing devices, specifically a first distance sensor 51 for measuring the distance w1 essentially between the bearing device 16 and the central axis M (or also one in Area of the central axis M arranged, not shown in FIG 1 positioning device to position the workpiece), a second distance sensor 52 for measuring the distance w2 essentially between the bearing device 17 and the central axis M, a third distance sensor 53 for Measuring the distance w3 essentially between the bearing device 18 and the central axis M and a fourth distance sensor 54 for measuring of the distance w4 essentially between the bearing device 19 and the central axis M.
  • the distance sensors 51 to 54 can in particular be ultrasonic sensors, optical, magnetic or inductive sensors or others known distance sensors.
  • the bearing devices 16 to 19 are also each in their position or position adjustable, namely the bearing device 16 from an associated one Actuator 22, the bearing device 17 from an associated actuator 23 the bearing device 18 from an associated actuator 32 and the Bearing device 19 from an associated actuator 33.
  • the position (s) of the storage device (s) 16 and / or 17 or 18 and / or 19 is now the axis of rotation A or B of the work roll 2 or 3 in adjusted their position.
  • the axis of rotation A shifted in parallel.
  • the distances w1 and w2 both increase by the same amount.
  • a control device 55 is now provided which, preferably electrical, control lines connected to the actuators 22, 23, 32 and 33 is and via, generally electrical, measuring lines for transmission of the measurement signals or measurement values with the distance sensors 51, 52, 53 and 54 connected is.
  • the control device 55 now holds the axes of rotation A and B. the work rolls 2 and 3 in a predetermined relative position to each other, in particular the parallel position at the predetermined distance W, by measuring the measured distances w1 to w4 with predetermined target distances, which are preferably all equal to a common target distance, compares and adjusts to the target distances or corrects them by actuation of the actuators 22, 23, 32 and / or 34.
  • the control device 55 contains preferably at least one digital microprocessor or signal processor and at least one memory with a stored control or Control algorithm for the processor as well as saved or re-storable Setpoints or command values for control or regulation.
  • 2 to 5 show an embodiment of a rolling machine 1 in different Representations.
  • 2 shows a longitudinal section along a the longitudinal direction of the rolling machine and the direction of gravity Cutting plane.
  • 3 and 4 show side views of the rolling machine on the two front or narrow sides.
  • the section of FIG 5 is in FIG 2, 3 and 4 marked with the arrows V-V.
  • Each work roll 2 and 3 is between two axially to the respective axis of rotation A and B on the end faces arranged holding devices 12A and 12B or 13A and 13B detachably and can be removed from the holding devices 12A and 12B and 13A and 13B are taken out in their unlocked state are used to replace tools 20 and 21 or 30 and 31 or entire work rolls 2 and 3 with the tools 20 and 21 or 30 and 31.
  • Each rotary drive 42 and 43 comprises an associated rotary drive motor 44 or 45 and a - not shown - rotary drive gear 46 or 47, for example one, in particular three-stage gear transmission for transmitting the Torque of the rotary drive motor 44 or 45 on the associated Work roll 2 or 3.
  • the holding devices 12A arranged on the left in FIG. 1 for the upper work roll 2 and 13A for the lower work roll 3 each set as Solid shafts (or hollow shafts) axially to the axes of rotation A or B.
  • the associated storage facilities 16 and 18 on and are not - with shown in more detail - rotary drive gear 46 and 47 of the associated Rotational drives 42 and 43 coupled or engaged.
  • An operation of the Rotary drive motors 44 and 45 thus lead to the transmission of a rotational movement via the rotary drive gear 46 or 47 to the holding device 12A or 13A and thus on the work roll 2 or 3 and the co-rotating second holding device 12B and 13B.
  • the rotary drive motors 44 and 45 are preferably permanent magnet motors, especially so-called torque motors.
  • the high dynamic or spin and the high torque of the torque motor allows a very dynamic control or regulation of the speed the rotating work rolls 2 and 3 in adaptation to the rolling process.
  • Each of the permanent magnet motors 44 and 45 becomes electronic, in particular controlled by a converter.
  • the rolling machine 1 further comprises a carrier device (or: a roll stand or frame) 6.
  • the carrier device 6 comprises four column-like Carrier elements 6A to 6D arranged in a rectangular arrangement are and on a common base plate 6E, which is supported on the floor 50 is mounted or fastened.
  • the carrier elements 6A to 6D run in a longitudinal direction vertically or vertically, i.e. parallel to the gravitational force G.
  • each of the carrier elements 6A to 6D there is an associated tie rod 7A to 7B arranged vertically in the longitudinal direction of the respective carrier element, which is attached to the bottom of the carrier plate 6E and at the top by means of an associated Lock nut not specified, preferably a hydraulic actuated lock nut, is biased.
  • an associated Lock nut not specified, preferably a hydraulic actuated lock nut, is biased.
  • the carrier elements 6A to 6D can be below a certain one Tension is set and stiffened. This leads to stiffening of the roll stand of the rolling machine 1.
  • the bearing device 16 is via a drive spindle (or: adjusting spindle) 26 adjustable in height from a first actuator 22 arranged above along a vertical, i.e. parallel to the direction of gravity G Axis E and the bearing device 17 is via a drive spindle 27 height-adjustable by a second actuator 23 arranged above along a vertical axis F.
  • the bearing device 18 is via a drive spindle 36 from a third actuator 32 arranged below adjustable in height along the vertical axis E and the bearing device 19 is via a drive spindle 37 from a fourth arranged below Actuator 33 adjustable in height along the vertical axis F.
  • Each actuator 22, 23, 32, 33 comprises a drive motor 24, 25, 34, 35, the one via a drive shaft 28, 29, 38, 39 and an unspecified Worm gear with high reduction the drive spindle 26, 27, 36, 37 and thus drives the bearing device 16, 17, 18, 19.
  • the maximum adjustment ranges or adjustment strokes of the actuators 22, 23, 32, 33 are typically 50 mm to 150 mm, the adjustment accuracy or adjustment steps are typically in adaptation to the thermal expansion in the Rolling machine a few 1/100 mm.
  • the drive motors 24, 25, 34, 35 can Be geared motors and / or three-phase asynchronous motors or synchronous motors and / or permanent magnet motors (e.g. servo motors) an electronic control and are used for high adjustment accuracy when adjusting only current impulses in the millisecond range.
  • the two bearing devices 16 and 18 are for their adjustment movement via guides 8B of the carrier element 6B and 8C of the carrier element 6C in or guided vertically on the two support elements 6B and 6C.
  • the two other bearing devices 17 and 19 are correspondingly for their adjustment movement via guides 8A of the carrier element 6A and 8D of the carrier element 6D vertically guided in or on the two carrier elements 6A and 6D.
  • work units each consisting of a work roll 2 or 3, two Holding devices 12A and 12B or 13A and 13B, two storage devices 16 and 17 or 18 and 19 and a rotary drive 42 or 43, the actuators attached to each of the two support devices 6 22 and 23 or 32 and 33 are suspended adjustable in height and on top of each other to or away from each other and in or on the carrier device 6 are movable.
  • the roller distance W between the axes of rotation A and B of the two Work rolls 2 and 3 or the tool distance w can be varied.
  • the three process phases form a work cycle.
  • a series production for the production of several formed Workpieces are usually several such work cycles in a row carried out.
  • the workpiece 10 is between the rollers 2 and 3 positioned.
  • the workpiece 10 is for this purpose according to FIG 3 by means of two Guides or positioning parts 61 and 62 of one shown only in FIG 3 Positioning device 60 in a position on the central axis M between brought the work rolls 2 and 3.
  • the two positioning parts 61 and 62 are movable along a positioning axis P perpendicular to the central axis M, as indicated by the double arrows, especially by means of rollers.
  • the positioning parts 61 and 62 can retract in this way in a long guide that the work roll 2 and / or 3 can be changed, without the positioning parts 61 and 62 having to be dismantled.
  • a second process phase the forming phase, the workpiece 10 captured by the tools of the work rolls 2 and 3 and between the rotating tools of the rollers.
  • the distances w1, w2, w3 and w4 are now used as a measure of the distances between the axes of rotation A and B and the central axis M measured.
  • the formed workpiece is removed again removed or ejected from the space between the rollers. It the distances w1 and w2 as well as w3 and w4 are now in particular with a common target distance compared, so that a parallel position the axis of rotation A and B is aimed for. If the deviation is too large The distances w1 to w4 from the target distance become the axes of rotation A and B changed its position in the manner described until the deviation eliminated or within a tolerance range.
  • the distances w1, w2, w3 and w4 can also during the forming phase in accordance with a predetermined angular position the roll (s) dependent or changing over time, to influence the forming of the workpiece.

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Abstract

Gemäß der Erfindung werden thermische und mechanische Form- oder Volumenveränderungen in einer Walzmaschine (1) korrigiert, indem die relative Lage der Walzen (2,3) oder Werkzeuge zueinander während der Umformung bestimmt wird und nach der Umformung auf eine Soll-Relativlage korrigiert wird, wenn unzulässige Abweichungen von der Soll-Relativlage auftreten. In der Umformphase werden die Walzenachsen (A,B) abhängig von der Drehposition gesteuert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen eines Werkstückes und eine Walzmaschine, die zum Durchführen des Verfahrens geeignet ist.
Zum Umformen von Werkstücken aus einer Ausgangsform in eine gewünschte Zwischenform (Halbzeug, Vorformen) oder Endform (Fertigprodukt, Fertigformen) sind neben vielen anderen Verfahren auch Walzverfahren bekannt, die zu den Druckumformverfahren gezählt werden. Beim Walzen wird das Werkstück (Walzgut) zwischen zwei rotierenden Walzen angeordnet und durch Ausüben eines Umformdrucks durch die rotierenden Walzen in seiner Form verändert. Beim Profilwalzverfahren sind Werkzeugprofile am Umfang der Walzen angeordnet, die die Erzeugung entsprechender Profile im Werkstück ermöglichen. Beim Flachwalzen wirken die zylindrischen oder kegeligen Außenflächen der Walzen unmittelbar auf das Werkstück.
Bezüglich der Relativbewegung der Werkzeuge oder Walzen einerseits und des Werkstückes andererseits unterteilt man Walzverfahren in Längswalzen, Querwalzen und Schrägwalzen. Beim Längswalzen wird das Werkstück senkrecht zu den Drehachsen der Walzen in einer translatorischen Bewegung und meist ohne Drehung durch den Zwischenraum zwischen den Walzen (Walzenspalt) bewegt. Beim Querwalzen bewegt sich das Werkstück nicht translatorisch bezüglich der Walzen oder deren Drehachsen, sondern dreht sich nur um seine eigene Achse, die üblicherweise eine Hauptträgheitsachse, insbesondere die Symmetrieachse bei einem rotationssymmetrischen Werkstück, ist. Bei Kombination beider Bewegungsarten beim Längswalzen und beim Querwalzen spricht man von Schrägwalzen. Die Walzen stehen dabei in der Regel schräg zueinander und zum Werkstück, das translatorisch und rotatorisch bewegt wird.
Profilquerwalzmaschinen, bei denen zwei Walzen mit am Außenumfang angeordneten keilförmigen Profilwerkzeugen um zueinander parallele Drehachsen gleichsinnig rotieren, bezeichnet man mitunter auch als Querkeilwalzen. Die Werkzeuge weisen dabei eine keilförmige oder im Querschnitt dreieckförmige Geometrie auf und können entlang des Umfangs in ihrer axialen Abmessung in einer Richtung zunehmen und/oder schräg zur Drehachse der Walzen verlaufen.
Diese Querkeilwalzen oder Profilquerwalzen erlauben ein vielfältiges Umformen von Werkstücken in hoher Präzision oder Maßgenauigkeit. Infolge der von den keilförmigen Werkzeugen auf das Werkstück ausgeübten Druckkraft wird dabei die Materialverteilung im Werkstück während des Umlaufs der Walzen durch einen Fließvorgang im Werkstück verändert. Die keilförmigen Werkzeuge können umlaufende Nuten und andere Verjüngungen in dem rotierenden Werkstück erzeugen. Durch den axialen Versatz in Umfangsrichtung oder die schräge Anordnung der Werkzeugkeile relativ zur Drehachse können beispielsweise axial zur Drehachse sich ändernde Strukturen und Verjüngungen im Werkstück erzeugt werden. Durch die Zunahme oder Abnahme des Außendurchmessers der Werkzeugkeile beim Verlauf um die Drehachse können in Kombination mit der schrägen Anordnung axial verlaufende Schrägen und kontinuierliche Übergänge zwischen zwei Verjüngungen unterschiedlichen Durchmessers im Werkstück erzeugt werden. Die Keilform der Werkzeuge erlaubt die Herstellung feiner Strukturen durch die Keilaußenkanten oder -außenflächen. Besonders geeignet sind Querkeilwalzen zum Herstellen von langgestreckten, rotationssymmetrischen Werkstükken mit Einschnürungen oder Erhöhungen wie Nocken oder Rippen.
Die Umformdruckkraft sowie die Umformtemperatur sind abhängig von dem Werkstoff, aus dem das Werkstück besteht, sowie von den Anforderungen an die Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität nach der Umformung. Insbesondere bei Eisen- oder Stahlwerkstoffen wird üblicherweise die Umformung beim Walzen bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, um die zum Umformen erforderliche Umformbarkeit oder Fließfähigkeit des Werkstoffes zu erreichen. Diese, insbesondere beim Schmieden auftretenden, Temperaturen können bei einer sogenannten Kaltumformung im Bereich von Raumtemperatur, bei einer Halbwarmumformung zwischen 550°C und 750°C und bei einer sogenannten Warmumformung oberhalb 900°C liegen.
Es sind Querkeilwalzmaschinen (oder: Profilquerwalzmaschinen) bekannt, bei denen die Werkstücke zu Beginn des Walzprozesses mittels einer Positioniereinrichtung, die zwei Positionierträger (sogenannte Leitlineale) umfasst, in eine Ausgangsposition zwischen den beiden Walzen, die üblicherweise der geometrischen Mitte oder der Mitte des Walzenspaltes entspricht, positioniert. Die Position der Walzen und ihr Abstand zueinander werden dabei vorab fest eingestellt. Nun werden die Positionierträger der Positioniereinrichtung zurückgezogen, so dass sich das Werkstück frei zwischen den Walzen dreht und zwischen den Werkzeugen in die gewünschte Form geknetet wird. Nach diesem Walz- oder Knetvorgang und der entsprechenden Fertigstellung des Werkstückes wird das Werkstück über eine Aussparung im rotierenden Walzwerkzeug erfasst und ausgeworfen.
Aus DE 1 477 088 C ist eine Querkeilwalzmaschine bekannt zum Querwalzen von Rotationskörpern oder flachen Werkstücken mit zwei in gleicher Drehrichtung rotierenden Arbeitswalzen, auf deren Walzenflächen Keilwerkzeuge austauschbar angeordnet sind. Die Keilwerkzeuge weisen jeweils keil- oder dreieckförmig verlaufende, vom Walzenmantel aus bis zu einer dem herzustellenden Werkstück angepassten Höhenendlage ansteigende, durch Rändelung oder auf andere Weise aufgeraute Reduktionsleisten und im gleichen Abstand zum Walzenmantel verlaufende, keilförmige glatte Formflächen mit Kalibriereffekt auf. Die Keilwerkzeuge sind als Verformungssegmente ausgebildet und verlaufen nur über einen Teilumfang der zugehörigen Walzenoberfläche. Am Werkstück bewegen sich die einander zugewandten Oberflächen und Werkzeuge der beiden Arbeitswalzen gegenläufig oder gegensinnig zueinander.
Die EP 1 256 399 A1 offenbart eine Querwalzmaschine mit zwei parallel betriebenen Modulen von jeweils zwei in gleicher Drehrichtung rotierenden Walzen, die halbschalenförmig ausgebildete Werkzeuge mit radial vorstehenden Werkzeugkeilen auf ihrer Umfangsfläche aufweisen, wobei die Umformung eines Werkstücks nur die Drehung um den halben Umfang eines Walzenpaares erfordert. Alle vier Walzen werden von nur einem Antriebsmotor über jeweils eine dazwischengeschaltete Getriebeeinheit und Antriebswelle angetrieben.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zum Umformen von Werkstücken und eine neue Walzmaschine, mit der dieses Verfahren durchführbar ist, anzugeben.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Walzmaschine durch die Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 zum Umformen eines Werkstücks umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
  • a) Umformen des Werkstücks während einer Umformphase (oder: eines Umformschrittes, eines Umformprozesses) zwischen den Oberflächen oder Werkzeugen wenigstens zweier um jeweils eine Drehachse (oder: Rotationsachse) rotierender Walzen,
  • b) Steuern, Regeln oder Korrigieren der ermittelten relativen Lage (oder: Relativlage, Relativposition) auf wenigstens eine Soll-Relativlage, insbesondere mit Hilfe wenigstens einer Kontrolleinrichtung und wenigstens eines wenigstens einer der Walzen zugeordneten und von der Kontrolleinrichtung angesteuerten Stellantriebes.
    • Die Walzmaschine gemäß Anspruch 17 ist zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche geeignet und vorzugsweise auch bestimmt und umfasst
  • a) wenigstens zwei um jeweils eine Drehachse rotierbare oder rotierende, insbesondere mit Werkzeugen bestückbare oder bestückte, Walzen (oder: Arbeitswalzen),
  • b) wenigstens einen Rotationsantrieb zum Rotieren der Walzen während einer Umformphase zum Umformen eines zwischen den Walzen anordenbaren oder angeordneten Werkstücks,
  • c) wenigstens einen Stellantrieb zum Einstellen der Position(en) der Drehachse(n) einer der Walzen oder beider Walzen und
  • d) wenigstens eine mit jedem Stellantrieb verbundene (oder: in Wirkverbindung stehende) Kontrolleinrichtung zum Steuern, Regeln oder Korrigieren der relativen Lage der Drehachsen der Walzen auf eine (konstante oder variable) Soll-Relativlage mittels des oder der Stellantriebe(s).
    • Unter dem Begriff "Umformen" wird dabei jede Umwandlung der Form eines Werkstückes in eine andere Form verstanden, wie auch eingangs beschrieben, einschließlich Vorformen und Fertigformen. Die Drehachsen der Walzen sind als geometrische oder mathematische Achsen im (euklidischen, dreidimensionalen) Raum zu verstehen, um die sich die Walzen drehen. Kraftübertragende oder mechanische Achsen werden in dieser Anmeldung dagegen als Wellen bezeichnet.
    Die Erfindung beruht auf der Überlegung, eine automatisierte oder automatische (oder: selbsttätige) Einstellung der relativen Lage der Drehachsen der Walzen der Walzmaschine vorzunehmen, wobei im Allgemeinen wenigstens ein Stellantrieb verwendet wird. Es wird also gemäß der Erfindung insbesondere eine Steuerung, Regelung oder Korrektur durchgeführt, deren Steuer-, Regel bzw. Korrekturgröße die relative Lage der Drehachsen der Walzen ist.
    Dabei wird nicht die Drehposition der Walzen oder Werkzeuge um ihre Drehachsen, die für die Umformung des Werkstücks maßgeblich ist, beeinflusst, sondern die Raumposition der Walzen oder Werkzeuge, die durch die Position der Drehachsen der Walzen oder eines dazu ortsfesten oder translationsinvarianten Raumpunktes definiert werden kann. Die relative Lage der Walzendrehachsen bestimmt auch die Position der Walzen oder der Werkzeuge relativ zum Werkstück bei vorgegebenen Drehpositionen der Walzen.
    Bei einer reinen Steuerung (oder: open-loop control im Englischen) wird die relative Lage gemäß einem vorgegebenen Steuerverlauf oder -algorithmus ohne Rückkopplung oder Bestimmung der relativen Lage gesteuert, im Allgemeinen aufgrund voreingestellter Stellgrößenwerte als Sollwerte für den Stellantrieb.
    Bei einer Regelung (closed-loop control) oder auch Korrektur wird dagegen eine Rückkopplung vorgesehen, d.h. die relative Lage wird gemessen und dann wird durch Verringerung der Abweichung von der Soll-Relativlage die aktuelle relative Lage immer möglichst nahe an dem Sollwert gehalten. Soweit in dieser Anmeldung von Sollwerten oder Sollgrößen gesprochen wird, wird darunter neben einer Konstanten auch eine Variable oder eine Führungsgröße verstanden, die während des Steuer-, Regel- oder Korrekturprozesses nachgeführt oder gemäß einem vorgegebenen oder vorgebbaren Verlauf verändert werden kann oder wird.
    In der Ausführungsform einer Regelung oder Korrektur kann das Umformverfahren gemäß der Erfindung auch alternativ und unabhängig oder abhängig (hier in Anspruch 2) beanspruchbar durch die folgenden Verfahrensschritte charakterisiert werden:
  • a) Umformen des Werkstücks während einer Umformphase zwischen den Oberflächen oder Werkzeugen wenigstens zweier um jeweils eine Drehachse rotierender Walzen,
  • b) Ermitteln (oder: Erfassen, Bestimmen), insbesondere Messen, der relativen Lage der Drehachsen der Walzen zueinander,
  • c) Vergleich der ermittelten relativen Lage (oder: Ist-Relativposition, Istwert der relativen Lage) mit wenigstens einer vorgegebenen konstanten oder variablen Soll-Relativlage (oder: Sollwert(e) der relativen Lage),
  • d) Kompensation oder Ausgleich einer außerhalb eines Toleranzbereiches liegenden (oder: unzulässigen) Abweichung (oder: Differenz) der ermittelten relativen Lage von der Soll-Relativlage durch Stellen (oder: Korrigieren, Steuern) der relativen (Ist-)Lage der Drehachsen.
    • Die Walzmaschine enthält entsprechend bei einer Regelung oder Korrektur in einer unabhängig beanspruchbaren Variante oder auch in einer in Anspruch 26 abhängig beanspruchten Ausführungsform zusätzlich zu den Umformwalzen, dem oder den Rotationsantrieb(en) und dem wenigstens einen Stellantrieb gemäß Anspruch 17 auch noch wenigstens eine Einrichtung zum Ermitteln der relativen Lage der Drehachsen der Walzen zueinander, insbesondere während der Umformphase, und wenigstens eine Kontrolleinrichtung, die mit der Einrichtung zum Ermitteln der relativen Lage der Drehachsen und mit jedem Stellantrieb verbunden ist oder in Wirkverbindung steht zum Korrigieren der relativen Lage der Drehachsen auf eine Soll-Relativlage mittels des oder der Stellantriebe(s). Insbesondere vergleicht die Kontrolleinrichtung dann die ermittelten Werte oder Signale zur relativen Lage der Drehachsen mit der Soll-Relativlage und verändert bei Feststellung einer unzulässigen Abweichung von der Soll-Relativlage die relative Lage der Walzendrehachsen über den oder die Stellantrieb(e) solange, bis die Abweichung wieder in einem zulässigen Toleranzbereich liegt.
    Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sowie der Walzmaschine ergeben sich aus den vom Anspruch 1 bzw. Anspruch 17 jeweils abhängigen Ansprüchen.
    In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform wird die relative Lage der Drehachsen der Walzen während der Umformphase ermittelt, vorzugsweise bei einer vorgegebenen Drehwinkelstellung wenigstens einer der Walzen und/oder einer vorgegebenen Kraftbelastung der Walze(n) oder Umformkraft. Es kann dann insbesondere eine Drehwinkelsensoreinrichtung zum Bestimmen des Walzendrehwinkels und/oder eine Kraftsensoreinrichtung zur Bestimmung der Umformkraft vorgesehen sein.
    Die Korrektur oder Einstellung der relativen Lage der Drehachsen der Walzen kann nun in Echtzeit oder unmittelbar während der Umformphase, insbesondere im Rahmen einer kontinuierlichen oder in kleinen Zeitintervallen erfolgenden Regelung, vorgenommen werden. Die Soll-Relativlage entspricht dann der gewünschten Walzenlage während der Umformung.
    Vorzugsweise wird jedoch die, insbesondere während der Umformphase, bestimmte Istlage der relativen Lage der Walzendrehachsen erst nach oder auch vor der Umformung und/oder nach Auswerfen des Werkstücks aus dem Zwischenraum zwischen den Werkzeugen oder den Walzen und/oder in einem umformkraftentlasteten Zustand der Walzen auf eine Soll-Relativlage korrigiert. Die Soll-Relativlage ist dann gegebenenfalls auf eine Solllage im belasteten Zustand oder während der Umformphase abgestimmt. Es kann dann während der Umformphase eine Änderung der relativen Lage durch den wenigstens einen Stellantrieb unterbleiben.
    In einem typischen Umformprozess werden mehrere Werkstücke in aufeinanderfolgenden Umformphasen nacheinander zwischen den Walzen oder den Werkzeugen der Walzen umgeformt und nach den zugehörigen Umformphasen aus dem Zwischenraum zwischen den Walzen oder den Werkzeugen ausgeworfen. Es wird nun vorzugsweise in jeder oder jeder n-ten (mit einer natürlichen Zahl n größer 1) Umformphase die relative Lage der Drehachsen der Walzen ermittelt und nach jeder oder jeder n-ten Umformphase und/oder nach Auswerfen des jeweiligen Werkstücks die Korrektur der relativen Lage der Drehachsen der Walzen durchgeführt.
    Die Walzen sind im Allgemeinen in jeweils zwei Lagereinrichtungen rotierbar oder rotierend gelagert.
    Es kann nun zur Korrektur oder Einstellung der relativen Lage der Walzen zueinander in einer einfachen Ausführungsform nur die Position der Drehachse einer der Walzen auf eine Sollposition geregelt oder gesteuert werden und die Position der Drehachse der anderen Walze(n) dagegen unverändert oder ortsfest zur Umgebung, insbesondere zum Erdboden, bleiben. Hier kann insbesondere die untere Walze ortsfest bleiben und nur die obere Walze verstellt werden.
    Vorzugsweise sind aber die Positionen der Drehachsen beider Walzen zur Korrektur oder Änderung der Relativposition ihrer Drehachsen verstellbar oder veränderbar und auf zugehörige Sollpositionen regelbar oder korrigierbar. Es können die Walzen nun entweder unabhängig voneinander, d.h. ohne eine Kopplung ihrer Bewegung, mit eigenen Stellantrieben oder auch abhängig voneinander, d.h. mit einer steuerungstechnischen oder mechanischen Kopplung, einstellbar sein oder eingestellt werden. Es können aber auch die Bewegungen und Positionen der Drehachsen beider Walzen derart miteinander gekoppelt sein, dass die Drehachsen beider Walzen gleichzeitig, vorzugsweise auch mit der gleichen Geschwindigkeit, auf eine zwischen den Walzen liegende Referenzposition, vorzugsweise die Mittelachse, zu oder von dieser weg bewegbar sind oder bewegt werden. Eine solche synchrone Bewegung kann insbesondere mit unabhängigen Stellantrieben durch eine gemeinsame Ansteuerung oder auch durch eine mechanische Kopplung mit Getriebe(n) realisiert werden.
    In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden zur Ermittlung der relativen Lage der Drehachsen der Walzen ein Abstand an einer Stelle oder zwei Abstände an unterschiedlichen Stellen der Drehachsen von wenigstens zwei Walzen voneinander oder jeweils ein oder zwei Abstände jeder Drehachse zu einer Mittelachse zwischen den beiden Walzen ermittelt und diese(r) ermittelte Abstand/Abstände zur Korrektur der relativen Lage der Drehachsen auf die Soll-Relativlage herangezogen. Insbesondere kann jeder ermittelte Abstand für sich mit einem zugehörigen Sollabstand verglichen werden und bei einer Abweichung von dem Sollabstand außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches auf den Sollabstand korrigiert werden. Es ist aber auch möglich, aus den einzelne Abständen (oder Positionen) eine geometrische Relativlage der Drehachsen rechnerisch zu ermitteln und diese zu korrigieren.
    Die Mittelachse (oder: geometrischen Mitte, Mittellage) im zur Aufnahme des Werkstücks vorgesehenen Zwischenraum zwischen den Walzen oder Werkzeugen kann insbesondere durch eine Positioniereinrichtung zum Positionieren des Werkstücks zwischen den Walzen definiert sein, wobei die Mittelachse innerhalb einer Bewegungsebene oder auf einer Bewegungsachse zweier zueinander beweglicher Positionierteile der Positioniereinrichtung zum Festhalten des Werkstücks zwischen den beiden Positionierteilen liegen kann. Diese Bestimmung der Walzenpositionen oder des Walzenabstandes relativ zum Werkstück hat den Vorteil, dass durch die in der Lage relativ zum Werkstück ortsfesten Positioniereinrichtung eine zuverlässige Referenzposition begründet ist, die die Lage des Werkstücks definiert. Die Abstände der Drehachsen zu der Mittelachse stehen überdies in eindeutigem Zusammenhang zu den Abständen der Drehachsen zueinander.
    Die Ermittlung der relativen Lage der Drehachsen zueinander kann also in nur einer Dimension oder Projektion auf eine Koordinatenrichtung (Raumrichtung) oder in zwei oder sogar drei Dimensionen oder Koordinatenrichtungen erfolgen.
    Zum Messen der Position(en) oder des Abstandes/der Abstände der Drehachsen der Walzen umfasst die Walzmaschine im Allgemeinen eine Messeinrichtung, die insbesondere wenigstens einen berührungslosen Sensor, insbesondere einen Ultraschallsensor und/oder einen optischen Sensor und/oder einen induktiven Sensor und/oder einen magnetischen Sensor, und/oder einen berührenden Sensor, beispielsweise einen Seilzuggeber, umfasst. Insbesondere können die Abstände zwischen den Lagereinrichtungen und der Positioniereinrichtung gemessen werden, wobei die Sensoren an deren Außenseiten angebracht werden können.
    Zur Einstellung der relativen Lage der Drehachsen der Walzen zueinander werden in einer vorteilhaften Ausführungsform eine der beiden Lagereinrichtungen oder beide Lagereinrichtungen wenigstens einer Walze über wenigstens einen Stellantrieb bewegt.
    In einer bevorzugten Ausführungsform wird oder werden die verstellbaren Walze(n) oder deren Lagereinrichtung(en) zur Korrektur oder Einstellung der relativen Lage auf die Soll-Relativlage oder zur Einstellung der Position(en) ihrer Drehachse(n) oder des Abstandes der Drehachsen der Walzen linear (oder: geradlinig, translatorisch) bewegt. Eine lineare, rein translatorische Bewegung ist antriebstechnisch einfach zu realisieren. Die Bewegungsrichtung der linearen Bewegung oder Verschiebung der Walze(n) ist vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht (oder: orthogonal) zu den Drehachsen der Walzen gerichtet. Ferner kann die Bewegung insbesondere in einer vertikalen Richtung, d.h. parallel zur Gravitationskraft, erfolgen. Auch eine andere Bewegungsart für die Walzen kann vorteilhaft sein, besonders bei asymmetrischen thermischen oder mechanischen Form- oder Volumenänderungen in der Walzmaschine, so beispielsweise eine Rotations- oder Kippbewegung oder eine aus translatorischer und rotatorischer Bewegung zusammengesetzte oder entlang einer vorgegebenen, nicht geradlinigen Trajektorie (oder: Bewegungsweg) erfolgende Bewegung der Drehachsen. Die Bewegung der Drehachsen der Walzen kann also mit einem, zwei oder auch drei Bewegungsfreiheitsgraden erfolgen. Um grundsätzlich sowohl lineare Bewegungen als auch Schwenkbewegungen der Drehachse(n) zuzulassen, wird eine zu verstellende Drehachse vorzugsweise in zwei Angriffspunkten außerhalb der Walze bewegt, die insbesondere in Lagereinrichtungen der Walze liegen können.
    Die Drehachsen der Walzen werden im Allgemeinen auf eine wenigstens annähernd parallele Stellung zueinander eingestellt und sind in der Regel auch Hauptträgheitsachsen der Walzen, insbesondere Zylinder- oder Mittelachsen bei zylindrischen Walzen. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Walzen und ihre Drehachsen, in Schwerkraftrichtung gesehen, übereinander oder vertikal zueinander angeordnet. Es ist aber auch eine horizontale oder auch schräge Anordnung der Walzen und ihrer Drehachsen möglich.
    In einer besonderen Weiterbildung des Verfahrens und der Walzmaschine sind die Soll-Relativlage, Sollposition(en) oder Sollabstände der Drehachsen der Walzen abhängig von dem Material und/oder der Gestalt (oder: Geometrie) des umzuformenden Werkstück oder von der gewünschten Gestalt oder den gewünschten Abmessungen des Werkstücks nach der Umformung eingestellt. Dazu kann insbesondere die Gestalt des aktuellen Werkstücks vor der Umformphase vermessen werden. Es können aber auch die Parameter eines Werkstücks vorab anhand eines Musters eingegeben werden.
    Eine erste grundsätzliche, besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung, die im Folgenden auch als Kompensationsmodus bezeichnet wird, beruht auf der Erkenntnis, dass während des Umformprozesses eines Werkstückes oder eines Prozesses mit mehreren aufeinanderfolgenden Umformprozessen beim Bearbeiten mehrerer Werkstücke Ausdehnungen oder Kontraktionen innerhalb der Walzmaschine, insbesondere in der Trägereinrichtung der Walzen oder auch innerhalb der Walzen und Werkzeuge selbst, auftreten. Verursacht werden diese Form- und Volumenänderungen insbesondere durch die beim Umformen wirkenden Kräfte (mechanische Ausdehnung oder Kontraktion) und durch das Einbringen des bei Warm- oder Heißumformung auf relativ hohen Temperaturen befindlichen Werkstückes und die damit verbundenen zeitlichen und räumlichen Temperaturänderungen, die zu thermischer Ausdehnung oder Kontraktion führen. Diese Veränderungen der Form oder des Volumens in der Walzmaschine sind somit Störgrößen des Prozesses und verändern nachteilig die für den Umformprozess optimalen oder voreingestellten Relativpositionen der Walzen oder Werkzeuge zueinander.
    Im Kompensationsmodus werden nun diese, insbesondere während der Umformphase auftretenden, thermischen und/oder mechanischen Form- oder Volumenänderungen in den Walzen oder deren Werkzeugen oder anderen Bereichen einer die Walzen umfassenden Walzmaschine, insbesondere Lagereinrichtungen für die Walzen und Trägereinrichtungen für die Lagereinrichtungen, durch die gemäß der Erfindung vorgesehene Korrektur oder Regelung der relativen Lage der Drehachsen der Walzen auf die Soll-Relativlage im Wesentlichen kompensiert oder ausgeglichen. Gemäß der Erfindung wird also mit anderen Worten zum automatisch oder selbsttätig durchführbaren Ausgleich (oder: zur Kompensation oder Korrektur) der genannten thermischen und mechanischen Form- oder Volumenveränderungen die relative Lage der Walzen oder Werkzeuge im Raum zueinander bestimmt (oder: ermittelt), insbesondere gemessen, und in einem Anpass- oder Korrekturschritt angepasst, wenn unzulässige oder nicht tolerierbare Abweichungen von einer für den Umformprozess vorgegebenen oder optimalen Soll-Relativlage der Drehachsen auftreten.
    Eine zweite grundsätzliche Anwendung, die im Folgenden auch als Umformmodus bezeichnet wird und alternativ oder zusätzlich zum Kompensationsmodus vorgesehen sein kann, beruht auf dem Gedanken, die Steuerung oder Regelung der relativen Lage der Drehachsen der Walzen zum Einstellen der Umformung und/oder des Umformdruckes am Werkstück zu verwenden.
    Im Umformmodus wird bzw. werden die relative Lage, die Position(en) oder der Abstand oder die Abstände der Drehachsen der Walzen während der oder wenigstens einer Umformphase und/oder in einem umformkraftbelasteten Zustand der Walzen auf die Soll-Relativlage oder die Sollposition(en) oder den Sollabstand/die Sollabstände gesteuert, geregelt oder korrigiert. Dabei wird bzw. werden die Soll-Relativlage oder die Sollposition(en) oder der Sollabstand oder die Sollabstände während der Umformphase gemäß einem, im Allgemeinen in Anhängigkeit von der Winkel- oder Drehposition der Walzen (positionsgesteuert) oder von der Zeit (zeitgesteuert) vorgegebenen, Verlauf geführt, der einem gewünschten, insbesondere positionsabhängigen oder zeitlichen, Verlauf des beim Umformen des Werkstücks gewünschten Umformdruckes oder der Umformung des Werkstücks angepasst ist. Insbesondere können im Umformmodus aufgrund der variablen Walzenposition mit demselben wenigstens einen Werkzeug oder denselben Oberflächen der Walzen durch Einstellen unterschiedlicher Verläufe der Soll-Relativlage oder Sollposition(en) oder des Sollabstandes oder der Sollabstände in unterschiedlichen Umformphasen unterschiedliche Umformungen derselben oder unterschiedlicher Werkstücke erzeugt werden, insbesondere durch Verringern des Abstandes der Drehachsen während zumindest eines Teils der Umformphase. So kann beispielsweise die zunehmende radiale Ausdehnung eines Keilwerkzeuges durch eine Verringerung des Walzenabstandes zumindest teilweise nachgebildet oder ersetzt werden. Der vorgegebene Verlauf der Soll-Relativlage kann vorab ermittelt und gespeichert sein.
    Außerdem können auch Abweichungen beim Werkzeug von einer vorgegebenen Form, zum Beispiel aufgrund Maßtoleranzen oder Verschleiß, durch Anpassen der Soll-Relativlage der Drehachsen der Walzen wenigstens annähernd ausgeglichen werden.
    Der mit dem Verfahren und der Walzmaschine durchgeführte Umformprozess kann ein Kaltumformprozess sein, ist jedoch vorzugsweise ein Warmumformprozess oder ein Heißumformprozess. Bei Warm- und Heißumformung ist die Korrektur der Walzenpositionen gemäß der Erfindung zum Ausgleich oder zur Kompensation thermischer Veränderungen besonders vorteilhaft.
    Das Material des Werkstücks kann eisenhaltig sein, beispielsweise Eisen selbst oder ein Stahl sein, oder auch ein nicht eisenhaltiger metallischer Werkstoff sein, beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.
    In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Walzmaschine als Profilquerwalzmaschine oder Querkeilwalzmaschine ausgebildet, deren grundsätzlicher Aufbau eingangs beschrieben wurde. Insbesondere weisen die Walzen also entsprechende Profil- oder Keilwerkzeuge auf und rotieren gleichsinnig zueinander, wobei das Werkstück sich nur um eine eigene Achse dreht und nicht von den Walzen translatorisch transportiert wird. Die Werkzeuge auf den Walzen sind insbesondere im Querschnitt keilförmig oder dreieckförmig und nehmen entlang des Umfangs in ihrer radialen Abmessung in einer Richtung zu und/oder verlaufen schräg zur Drehachse der zugehörigen Walze.
    Selbstverständlich ist die Erfindung außer bei Querwalzverfahren und - maschinen auch bei Längswalzverfahren und -maschinen anwendbar, beispielsweise zum Reckwalzen.
    Wenigstens ein Stellantrieb kann nun ein hydraulischer Antrieb sein. Vorzugsweise ist jedoch wenigstens ein oder jeder Stellantrieb ein elektromotorischer Antrieb, insbesondere ein Spindelantrieb. Die Genauigkeit der Stellbewegung der Stellantriebe liegt vorzugsweise im Bereich von einigen Zehntel mm oder sogar einigen Hunderstel mm, vorzugsweise wenigstens 0,1 mm, und/oder einem Tausendstel des Verstellweges oder -hubs. Damit kann auch der Toleranzbereich für die Korrektur oder Abweichung der relativen Lage der Drehachsen auf die Soll-Relativlage in dieser Größenordnung gewählt werden.
    In einer Weiterbildung der Walzmaschine ist eine ortsfeste, nicht mit den Walzen mitrotierende oder nicht mitrotierbare Trägereinrichtung (oder: Walzengerüst, Walzengestell) vorgesehen, an der der oder die Stellantrieb(e) gelagert oder getragen ist bzw. sind.
    In einer Ausgestaltung der Walzmaschine sind für jede Walze jeweils zwei an Stirnseiten der Walze mit der Walze verbindbare oder verbundene und mit der Walze mitrotierbare oder mitrotierende Halteeinrichtungen vorgesehen. Die Verbindung der Halteeinrichtungen mit den Walzen ist vorzugsweise lösbar, um einen Wechsel der Werkzeuge oder der Walzen zu ermöglichen oder zu erleichtern. Für jede Halteeinrichtung ist ferner jeweils eine Lagereinrichtung, in der die Halteeinrichtung drehbar gelagert ist, vorgesehen. Die Lagereinrichtungen mit den in ihnen gelagerten Halteeinrichtungen wenigstens einer Walze sind mit dem oder den dieser Walze zugeordneten Stellantrieb(en) gekoppelt oder koppelbar ist und über den oder die Stellantrieb(e) bewegbar zum Verändern der Position der Drehachse der zugehörigen Walze. Insbesondere ist jede Lagereinrichtung jeweils mit einem Stellantrieb verbunden und die Regeleinrichtung steuert die Stellantriebe beider Lagereinrichtungen einer Walze entsprechend der gewünschten Bewegung der Drehachse der Walze an. Die Trägereinrichtung weist insbesondere Führungsbereiche zum Führen der Lagereinrichtungen bei deren Bewegung auf.
    Die Führung der Lagereinrichtungen kann durch Gleitlager oder Wälzlager unterstützt werden.
    In einer bevorzugten Ausgestaltung bilden die Walzen mit den zugehörigen Rotationsantrieben jeweils eine Einheit, die gemeinsam von den Stellantrieben verstellbar ist. Bei Bewegung einer Walze durch den oder die zugehörigen Stellantrieb(e) bleibt somit die relative Anordnung oder Position des der Walze zugeordneten Rotationsantriebs zur Walze unverändert oder translationsinvariant. Insbesondere sind an einer der Lagereinrichtungen jeder Walze die nicht rotierenden oder rotierbaren Teile des zugehörigen Rotationsantriebs zum Rotieren dieser Walze befestigt und die mitrotierenden oder mitrotierbaren Antriebsteile des Rotationsantriebs an oder in der Lagereinrichtung drehbar gelagert sind.
    Die Trägereinrichtung umfasst in einer besonderen konstruktiven Ausgestaltung vier Trägerelemente, wobei zwischen zwei der vier Trägerelementen eine der Lagereinrichtungen einer ersten der beiden Walzen und eine der Lagereinrichtungen der zweiten der beiden Walzen und zwischen den anderen zwei der vier Trägerelemente die andere Lagereinrichtung der ersten Walze und die andere Lagereinrichtung der zweiten Walze angeordnet und vorzugsweise beweglich geführt sind.
    Die Stellantriebe für die Walzen sind im Allgemeinen an voneinander abgewandten Seiten der Walzen angeordnet, um zwischen den Walzen und seitlich davon Platz für die Werkstücke und weitere Maschinenteile zu lassen sind.
    Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in deren
    FIG 1
    eine Walzmaschine mit zwei Walzen und einer Kontrolleinrichtung zum Überwachen und Korrigieren des Walzenabstandes in einer Prinzipskizze,
    FIG 2
    eine Walzmaschine mit zwei Walzen mit zugeordneten unabhängigen Rotationsantrieben zum Rotieren der Walzen und Stellantrieben zum Verstellen der Walzen in einem Längsschnitt,
    FIG 3
    die Walzmaschine gemäß FIG 2 in einer um 90° nach einer Seite gedrehten Seitenansicht,
    FIG 4
    die Walzmaschine gemäß FIG 2 in einer um 90° nach der anderen Seite gedrehten Seitenansicht und
    FIG 5
    die Walzmaschine gemäß FIG 2 bis 4 in einer quer zum Längsschnitt gemäß FIG 2 vorgenommenen Schnittdarstellung
    jeweils schematisch dargestellt sind. Einander entsprechende Teile und Größen sind in den FIG 1 bis 5 mit denselben Bezugszeichen versehen.
    Die dargestellte Walzmaschine gemäß FIG 1 bis 5 ist als Querkeilwalze oder Querkeilwalzmaschine ausgebildet und umfasst eine erste Arbeitswalze 2, die um eine Rotationsachse A rotierbar oder rotierend ist, und eine zweite Arbeitswalze 3, die um eine Rotationsachse B rotierbar oder rotierend ist. Der Drehsinn beider Arbeitswalzen 2 und 3 ist mit den dargestellten Pfeilen veranschaulicht und gleich. Die Rotationsachsen A und B sind im Wesentlichen parallel zueinander und senkrecht zur mit dem Pfeil gekennzeichneten Richtung der Gravitations- oder Schwerkraft (Erdanziehungskraft) angeordnet, so dass die Arbeitswalzen 2 und 3 übereinander angeordnet sind. Die Arbeitswalzen weisen eine im Wesentlichen zylindrische Außenfläche auf.
    Der Abstand W zwischen den beiden Drehachsen A und B der Arbeitswalzen 2 und 3 ist im Folgenden als Walzenabstand bezeichnet. Der Abstand zwischen den zylindrischen Außenflächen der beiden Arbeitswalzen 2 und 3 ist über die Walzendurchmesser eindeutig mit dem Abstand W verknüpft. Eine zwischen den beiden Arbeitswalzen 2 und 3 parallel zu den Drehachsen A und B verlaufende, die geometrische Mitte definierende Mittelachse (oder: Mittellage) ist mit M bezeichnet. Bei symmetrischer Lage der beiden Drehachsen A und B zu der Mittelachse M ist der Abstand beider Drehachsen A und B zur Mittelachse M gleich W/2.
    An der Außenfläche oder Mantelfläche der Arbeitswalzen 2 und 3 sind jeweils im Querschnitt keilförmige Werkzeuge 20 und 21 bzw. 30 und 31 befestigt, insbesondere verspannt oder verschraubt. In den dargestellten Ausführungsformen gemäß FIG 1 bis 5 sind die Werkzeuge 20 und 21 der ersten Arbeitswalze 2 und die Werkzeuge 30 und 31 der zweiten Arbeitswalze 3 jeweils schräg und unter einem Winkel zu der jeweiligen Drehachse A und B angeordnet, wobei die Werkzeuge 20 und 21 der Arbeitswalze 2 bezüglich der Mittelachse M axial in den im Wesentlichen gleichen Positionen angeordnet sind. In der in FIG 2 gezeigten Stellung der Arbeitswalzen 2 und 3 sind die Werkzeuge 20 und 21 bzw. 30 und 31 an der einander zugewandten Innenseite näher beieinander als an der abgewandten Außenseite. Vorzugsweise nehmen die Werkzeuge 20 und 21 sowie 30 und 31 in Umfangsrichtung gesehen auch in ihrem Querschnitt zu, wobei die Zunahme des Querschnittes bei den Werkzeugen 20 und 21 in der gleichen Drehrichtung oder Orientierung ist und bei den Werkzeugen 30 und 31 der zweiten Arbeitswalze 3 entgegengesetzt oder gegensinnig zu der zu den Werkzeugen 20 und 21 der ersten Arbeitswalze 2 ist.
    Jede der beiden Arbeitswalzen 2 und 3 ist nun an ihren beiden stirnseitigen Enden über jeweils einen Wellenfortsatz in jeweils zwei Lagereinrichtungen 16 und 17 bzw. 18 und 19 um die jeweilige Drehachse A bzw. B drehbar gelagert.
    An den Lagereinrichtungen sind Abstandssensoren angeordnet und zwar ein erster Abstandssensor 51 zum Messen des Abstandes w1 im Wesentlichen zwischen der Lagereinrichtung 16 und der Mittelachse M (oder auch einer im Bereich der Mittelachse M angeordneten, in FIG 1 nicht gezeigten Positioniereinrichtung zum Positionieren des Werkstücks), ein zweiter Abstandssensor 52 zum Messen des Abstandes w2 im Wesentlichen zwischen der Lagereinrichtung 17 und der Mittelachse M, ein dritter Abstandssensor 53 zum Messen des Abstandes w3 im Wesentlichen zwischen der Lagereinrichtung 18 und der Mittelachse M sowie ein vierter Abstandssensor 54 zum Messen des Abstandes w4 im Wesentlichen zwischen der Lagereinrichtung 19 und der Mittelachse M. Die Abstandsensoren 51 bis 54 können insbesondere Ultraschallsensoren, optische, magnetische oder induktive Sensoren oder andere bekannte Abstandssensoren sein.
    Die Lagereinrichtungen 16 bis 19 sind ferner jeweils in ihrer Lage oder Position verstellbar und zwar die Lagereinrichtung 16 von einem zugehörigen Stellantrieb 22, die Lagereinrichtung 17 von einem zugehörigen Stellantrieb 23 die Lagereinrichtung 18 von einem zugehörigen Stellantrieb 32 und die Lagereinrichtung 19 von einem zugehörigen Stellantrieb 33. Durch Verstellen der Position(en) der Lagereinrichtung(en) 16 und/oder 17 bzw. 18 und/oder 19 wird nun die Drehachse A bzw. B der Arbeitswalze 2 bzw. 3 in ihrer Lage verstellt. Beispielsweise wird bei Verstellen der beiden Lagereinrichtungen 16 und 17 der Arbeitswalze 2 parallel zueinander und senkrecht zur Drehachse A dieser Arbeitswalze 2 um den gleichen Verstellweg in der gleichen Richtung die Drehachse A parallel verschoben. Die Abstände w1 und w2 nehmen also beide um den gleichen Betrag zu. Bei gleichzeitigem Verstellen der Lagereinrichtungen 18 und 19 der anderen Arbeitswalze 3 parallel zueinander und senkrecht zur Drehachse B dieser Arbeitswalze 3 um den gleichen Verstellweg in der gleichen Richtung zueinander aber entgegengesetzt zur Richtung der Verstellung der Lagereinrichtungen 16 und 17 werden die Drehachse B parallel verschoben, die Abstände w1 bis w4 alle um den gleichen Betrag vergrößert und der Abstand W zwischen den Drehachsen A und B vergrößert. Bei Verstellen nur der Lagereinrichtung 16 der Arbeitswalze 2 beispielsweise nach oben werden der Abstand w1 vergrößert und der Abstand w2 im Wesentlichen gleich gehalten und somit die Drehachse A dieser Arbeitswalze 2 gedreht oder geschwenkt.
    Es ist nun eine Kontrolleinrichtung 55 vorgesehen, die über, vorzugsweise elektrische, Steuerleitungen mit den Stellantrieben 22, 23, 32 und 33 verbunden ist und über, im Allgemeinen elektrische, Messleitungen zum Übertragen der Messsignale oder Messwerte mit den Abstandssensoren 51, 52, 53 und 54 verbunden ist. Die Kontrolleinrichtung 55 hält nun die Drehachsen A und B der Arbeitswalzen 2 und 3 in einer vorbestimmten relativen Lage zueinander, insbesondere der parallelen Stellung unter dem vorbestimmten Abstand W, indem sie die gemessenen Abstände w1 bis w4 mit vorbestimmten Sollabständen, die vorzugsweise alle gleich einem gemeinsamen Sollabstand sind, vergleicht und auf die Sollabstände regelt oder korrigiert durch Ansteuern der Stellantriebe 22, 23, 32 und/oder 34. Die Kontrolleinrichtung 55 enthält dazu vorzugsweise wenigstens einen digitalen Mikroprozessor oder Signalprozessor und wenigstens einen Speicher mit einem hinterlegten Steuer- oder Regelalgorithmus für den Prozessor sowie gespeicherten oder neu speicherbaren Soll- oder Führungswerten für die Steuerung oder Regelung.
    Die FIG 2 bis 5 zeigen eine Ausführungsform einer Walzmaschine 1 in verschiedenen Darstellungen. Die FIG 2 zeigt einen Längsschnitt entlang einer die Längsrichtung der Walzmaschine und die Schwerkraftrichtung enthaltenden Schnittebene. Die FIG 3 und 4 zeigen Seitenansichten der Walzmaschine auf die beiden Stirn- oder Schmalseiten. Der Schnitt der FIG 5 ist in FIG 2, 3 und 4 mit den Pfeilen V-V gekennzeichnet.
    Jede Arbeitswalze 2 und 3 ist zwischen zwei axial zur jeweiligen Drehachse A bzw. B an den Stirnseiten angeordneten Halteeinrichtungen 12A und 12B bzw. 13A und 13B lösbar gehalten und kann aus den Halteeinrichtungen 12A und 12B bzw. 13A und 13B in deren entriegelten Zustand herausgenommen werden zum Auswechseln der Werkzeuge 20 und 21 bzw. 30 und 31 oder der gesamten Arbeitswalzen 2 und 3 mit den Werkzeugen 20 und 21 bzw. 30 und 31. Es sind jeweils über nicht näher bezeichnete Drehlager, insbesondere Wälzlager, die Halteeinrichtung 12A in der Lagereinrichtung 16 und die Halteeinrichtung 12B in der Lagereinrichtung 17 jeweils um die Drehachse A der ersten Arbeitswalze 2 drehbar gelagert und die Halteeinrichtung 13A in der Lagereinrichtung 18 und die Halteeinrichtung 13B in der Lagereinrichtung 19 jeweils um die Drehachse B der zweiten Arbeitswalze 3 drehbar gelagert.
    Zum Drehen der Arbeitswalzen 2 und 3 um ihre jeweiligen Drehachsen A und B sind ein erster Rotationsantrieb 42 für die erste Arbeitswalze 2 und ein zweiter, vom ersten Rotationsantrieb 42 unabhängiger Rotationsantrieb 43 für die zweite Arbeitswalze 3 vorgesehen. Jeder Rotationsantrieb 42 und 43 umfasst einen zugehörigen Rotationsantriebsmotor 44 bzw. 45 und ein - nicht näher dargestelltes - Rotationsantriebsgetriebe 46 bzw. 47, beispielsweise ein, insbesondere dreistufiges, Zahnradgetriebe, zum Übertragen des Drehmoments des Rotationsantriebsmotors 44 bzw. 45 auf die zugehörige Arbeitswalze 2 bzw. 3. Es sind die Drehachse C der Abtriebswelle des Rotationsantriebsmotors 44 des ersten Rotationsantriebs 42 und die Drehachse D der Abtriebswelle des Rotationsantriebsmotors 45 des zweiten Rotationsantriebs 43 orthogonal zu den Drehachsen A und B der jeweiligen Arbeitswalzen 2 und 3 gerichtet.
    Die in FIG 1 links angeordneten Halteeinrichtungen 12A für die obere Arbeitswalze 2 und 13A für die untere Arbeitswalze 3 setzen sich jeweils als Vollwellen (oder auch Hohlwellen) axial zu den Drehachsen A bzw. B durch die zugehörigen Lagereinrichtungen 16 bzw. 18 fort und sind mit den - nicht näher dargestellten - Rotationsantriebsgetrieben 46 bzw. 47 der zugehörigen Rotationsantriebe 42 bzw. 43 gekoppelt oder in Eingriff. Ein Betrieb der Rotationsantriebsmotoren 44 und 45 führt also zur Übertragung einer Rotationsbewegung über das Rotationsantriebsgetriebe 46 bzw. 47 auf die Halteeinrichtung 12A bzw. 13A und damit auf die Arbeitswalze 2 bzw. 3 und die mitrotierende zweite Halteeinrichtung 12B und 13B.
    Die Rotationsantriebsmotoren 44 und 45 sind vorzugsweise Permanentmagnet-Motoren, insbesondere sogenannte Torque-Motoren. Die hohe Dynamik oder Drehbeschleunigung und das hohe Drehmoment des Torque-Motors erlaubt eine sehr dynamische Steuerung oder Regelung der Drehzahl der rotierenden Arbeitswalzen 2 und 3 in Anpassung an den Walzprozess. Jeder der Permanentmagnet-Motoren 44 und 45 wird elektronisch, insbesondere über einen Umrichter, angesteuert.
    Die Walzmaschine 1 umfasst ferner eine Trägereinrichtung (oder: ein Walzengerüst oder -gestell) 6. Die Trägereinrichtung 6 umfasst vier säulenartige Trägerelemente 6A bis 6D, die in einer rechteckigen Anordnung angeordnet sind und auf einer gemeinsamen Bodenplatte 6E, die auf dem Boden 50 abgestützt ist, montiert oder befestigt sind. Die Trägerelemente 6A bis 6D verlaufen in einer Längsrichtung vertikal oder senkrecht, d.h. parallel zur Gravitationskraft G.
    In jedem der Trägerelemente 6A bis 6D ist ein zugehöriger Zuganker 7A bis 7B vertikal in der Längsrichtung des jeweiligen Trägerelements angeordnet, der unten an der Trägerplatte 6E befestigt ist und oben mittels einer zugehörigen, nicht näher bezeichneten Gegenmutter, vorzugsweise einer hydraulisch betätigten Gegenmutter, vorgespannt ist. Dabei wird unter die Hydraulikmutter vorzugsweise ein geteiltes Unterlagsringsegment gelegt, wenn die Hydraulikmutter im druckbeaufschlagten Zustand ist, und dann durch Entspannen des hydraulischen Druckes die Mutter auf das Unterlagsringsegment gepresst. Dadurch können die Trägerelemente 6A bis 6D unter eine bestimmte Zugspannung gesetzt und versteift werden. Dies führt zu einer Versteifung des Walzengerüstes der Walzmaschine 1.
    Die Lagereinrichtung 16 ist über eine Antriebsspindel (oder: Verstellspindel) 26 von einem oberhalb angeordneten ersten Stellantrieb 22 höhenverstellbar entlang einer vertikalen, d.h. parallel zur Gravitationsrichtung G verlaufenden, Achse E und die Lagereinrichtung 17 ist über eine Antriebsspindel 27 von einem oberhalb angeordneten zweiten Stellantrieb 23 höhenverstellbar entlang einer vertikalen Achse F. Die Lagereinrichtung 18 ist über eine Antriebsspindel 36 von einem unterhalb angeordneten dritten Stellantrieb 32 höhenverstellbar entlang der vertikalen Achse E und die Lagereinrichtung 19 ist über eine Antriebsspindel 37 von einem unterhalb angeordneten vierten Stellantrieb 33 höhenverstellbar entlang der vertikalen Achse F.
    Jeder Stellantrieb 22, 23, 32, 33 umfasst einen Antriebsmotor 24, 25, 34, 35, der über eine Antriebswelle 28, 29, 38, 39 und ein nicht näher bezeichnetes Scheckengetriebe mit hoher Untersetzung die Antriebsspindel 26, 27, 36, 37 und damit die Lagereinrichtung 16, 17, 18, 19 antreibt. Die maximalen Verstellwege oder Verstellhübe der Stellantriebe 22, 23, 32, 33 betragen typischerweise 50 mm bis 150 mm, die Verstellgenauigkeit oder Verstellschritte betragen typischerweise in Anpassung an die Wärmeausdehnungen in der Walzmaschine einige 1/100 mm. Die Antriebsmotoren 24, 25, 34, 35 können Getriebemotoren sein und/oder Drehstrom-Asynchronmotoren oder Synchronmotoren und/oder Permanentmagnetmotoren (z.B. Servomotoren) mit einer elektronischen Ansteuerung und werden für die hohe Verstellgenauigkeit beim Verstellen nur mit Stromimpulsen im Millisekundenbereich beaufschlagt.
    Die beiden Lagereinrichtungen 16 und 18 sind für ihre Verstellbewegung über Führungen 8B des Trägerelements 6B und 8C des Trägerelements 6C in oder an den beiden Trägerelementen 6B und 6C vertikal geführt. Die beiden weiteren Lagereinrichtungen 17 und 19 sind entsprechend für ihre Verstellbewegung über Führungen 8A des Trägerelements 6A und 8D des Trägerelements 6D in oder an den beiden Trägerelementen 6A und 6D vertikal geführt.
    Es sind somit Arbeitseinheiten aus jeweils einer Arbeitswalze 2 bzw. 3, zwei Halteeinrichtungen 12A und 12B bzw. 13A und 13B, zwei Lagereinrichtungen 16 und 17 bzw. 18 und 19 und einem Rotationsantrieb 42 bzw. 43 gebildet, die an jeweils zwei an der Trägereinrichtung 6 befestigten Stellantrieben 22 und 23 bzw. 32 und 33 höhenverstellbar aufgehängt sind und aufeinander zu oder voneinander weg sowie in oder an der Trägereinrichtung 6 geführt bewegbar sind.
    Durch Verstellen der Lagereinrichtungen 16 und 17 - und damit der gesamten Arbeitseinheit einschließlich der zugehörigen Arbeitswalze 2 - mittels der Stellantriebe 22 und 23 in der gleichen Richtung und um den gleichen Betrag, also gleichzeitig um denselben Hubweg nach oben oder gleichzeitig um denselben Hubweg nach unten, wird die Drehachse A der ersten Arbeitswalze 2 parallel nach oben bzw. unten verschoben. Ebenso wird durch Verstellen der Lagereinrichtungen 18 und 19 und zugehörigen Arbeitseinheit mit Arbeitswalze 3 über die Stellantriebe 32 und 33 in der gleichen Richtung und um den gleichen Betrag die Drehachse B der zweiten Arbeitswalze 3 parallel nach oben bzw. unten verschoben.
    Somit kann mittels der Stellantriebe 22 und 23 und/oder der Stellantriebe 32 und 33 der Walzenabstand W zwischen den Drehachsen A und B der beiden Arbeitswalzen 2 und 3 bzw. der Werkzeugabstand w variiert werden.
    Im Betrieb der Walzmaschine unterscheidet man wenigstens drei Verfahrensschritte oder Prozessphasen. Die drei Prozessphasen bilden einen Arbeitszyklus. In einer Serienfertigung zum Erzeugen mehrerer umgeformter Werkstücke werden in der Regel mehrere solcher Arbeitszyklen hintereinander durchgeführt.
    In einer ersten Prozessphase wird das Werkstück 10 zwischen den Walzen 2 und 3 positioniert. Das Werkstück 10 wird dazu gemäß FIG 3 mittels zweier Leitlineale oder Positionierteile 61 und 62 einer nur in FIG 3 dargestellten Positioniereinrichtung 60 in eine Position auf der Mittelachse M zwischen den Arbeitswalzen 2 und 3 gebracht. Die beiden Positionierteile 61 und 62 sind entlang einer Positionierachse P senkrecht zur Mittelachse M beweglich, wie durch die Doppelpfeile angedeutet, insbesondere mittels Rollen. Die Positionierteile 61 und 62 können in einer langen Führung derart zurückgefahren werden, dass die Arbeitswalze 2 und/oder 3 gewechselt werden kann, ohne dass die Positionierteile 61 und 62 demontiert werden müssen.
    In einer zweiten Prozessphase, der Umformphase, wird das Werkstück 10 von den Werkzeugen der Arbeitswalzen 2 und 3 erfasst und zwischen den drehenden Werkzeugen der Walzen umgeformt. In dieser Umformphase werden nun die Abstände w1, w2, w3 und w4 als Maß für die Abstände zwischen den Drehachsen A und B und der Mittelachse M gemessen.
    In einer dritten Prozessphase wird das umgeformte Werkstück wieder aus dem Zwischenraum zwischen den Walzen entnommen oder ausgeworfen. Es werden nun die Abstände w1 und w2 sowie w3 und w4 insbesondere mit einem gemeinsamen Sollabstand verglichen, so dass also eine parallele Stellung der Drehachsen A und B angestrebt wird. Bei zu großer Abweichung eines der Abstände w1 bis w4 von dem Sollabstand werden die Drehachsen A und B in der beschriebenen Weise in ihrer Lage verändert, bis die Abweichung beseitigt oder innerhalb eines Toleranzbereichs liegt.
    Alternativ oder zusätzlich können die Abstände w1, w2, w3 und w4 auch während der Umformphase gezielt gemäß einem vorgegebenen von der Winkelposition der Walze(n) abhängigen oder zeitlichen Verlauf verändert werden, um die Umformung des Werkstücks zu beeinflussen.
    Bezugszeichenliste
    1
    Walzmaschine
    2,3
    Arbeitswalze
    6A bis 6D
    Trägerelement
    6E
    Bodenplatte
    7A bis 7D
    Zuganker
    8A bis 8D
    Führung
    10
    Werkstück
    12A, 12B
    Halteeinrichtung
    13A, 13B
    Halteeinrichtung
    16,17,18,19
    Lagereinrichtung
    20, 21
    Werkzeug
    22, 23
    Stellantrieb
    24, 25
    Getriebemotor
    26, 27
    Verstellspindel
    28, 29
    Antriebswelle
    30, 31
    Werkzeug
    32, 33
    Stellantrieb
    34, 35
    Getriebemotor
    36, 37
    Verstellspindel
    38, 39
    Antriebswelle
    42, 43
    Rotationsantrieb
    44, 45
    Rotationsantriebsmotor
    46, 47
    Rotationsantriebsgetriebe
    50
    Boden
    51, 52
    Abstandssensor
    53, 54
    Abstandssensor
    55
    Kontrolleinrichtung
    60
    Positioniereinrichtung
    61, 62
    Positionierteile
    A, B
    Drehachse
    C, D
    Antriebsachse
    E, F
    Achse
    G
    Gravitationskraft
    M
    Mittelachse
    V
    Verstellachse
    P
    Positionierachse
    w
    Werkzeugabstand
    w1,w2
    Abstand
    w3,w4, W
    Abstand

    Claims (29)

    1. Verfahren zum Umformen eines Werkstücks,
      a) bei dem das Werkstück (10) während einer Umformphase zwischen Oberflächen oder Werkzeugen von wenigstens zwei um jeweils eine Drehachse rotierenden Walzen (2, 3) umgeformt wird und
      b) bei dem die relative Lage der Drehachsen der Walzen zueinander auf eine Soll-Relativlage gesteuert, geregelt oder korrigiert wird, insbesondere mittels wenigstens einer Kontrolleinrichtung (55) und wenigstens eines wenigstens einer der Walzen zugeordneten und von der Kontrolleinrichtung angesteuerten Stellantriebes (22, 23, 32, 33).
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      a) die relative Lage der Drehachsen der Walzen zueinander ermittelt wird,
      b) die ermittelte relative Lage der Drehachsen mit der Soll-Relativlage verglichen wird und festgestellt wird, ob eine außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegende Abweichung der ermittelten relativen Lage der Drehachsen von der Soll-Relativlage vorliegt,
      c) und, wenn eine solche außerhalb des Toleranzbereiches liegende Abweichung der ermittelten relativen Lage der Drehachsen von der Soll-Relativlage festgestellt wird, die relative Lage der Drehachsen der Walzen, insbesondere mittels des wenigstens einen Stellantriebs, derart verändert oder korrigiert wird, dass die Abweichung wieder innerhalb des Toleranzbereiches liegt.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die relative Lage der Drehachsen der Walzen während der Umformphase, insbesondere bei einer vorgegebenen Drehwinkelstellung wenigstens einer der Walzen und/oder bei einer vorgegebenen Kraftbelastung der Walze(n), ermittelt wird.
    4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehende Ansprüche, bei dem
      a) zur Steuerung, Regelung oder Korrektur der relativen Lage der Drehachsen der Walzen
      b) wenigstens eine Position wenigstens einer der Drehachsen der Walzen
      b1) auf jeweils eine zugehörige konstante oder variable Sollposition gesteuert, geregelt oder korrigiert wird und/oder
      b2) ermittelt wird und mit jeweils einer zugehörigen konstanten oder variablen Sollposition verglichen wird und bei Abweichung von der Sollposition außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches auf die Sollposition korrigiert wird,
      c) wobei gegebenenfalls die Position(en) der Drehachse(n) der anderen Walze(n) unverändert oder ortsfest zur Umgebung bleibt oder angenommen wird bzw. bleiben oder angenommen werden.
    5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, bei dem
      a) zur Steuerung, Regelung oder Korrektur der relativen Lage der Drehachsen der Walzen
      b) wenigstens ein Abstand der Drehachsen von wenigstens zwei Walzen voneinander oder der Drehachse wenigstens einer Walze zu einer vorgegebenen Mittelachse im zur Aufnahme des Werkstücks vorgesehenen Zwischenraum zwischen den Walzen oder Werkzeugen
      b1) auf jeweils einen zugehörigen konstanten oder variablen Sollabstand gesteuert, geregelt oder korrigiert wird
      und/oder
      b2) ermittelt wird und mit jeweils einem zugehörigen konstanten oder variablen Sollabstand verglichen wird und bei einer Abweichung von dem Sollabstand außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches auf den Sollabstand korrigiert wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem zur Steuerung, Regelung oder Korrektur der relativen Lage der Drehachsen der Walzen jeweils wenigstens zwei Abstände der Drehachsen von zwei Walzen voneinander oder der Drehachse wenigstens einer Walze zur Mittelachse einerseits und zugehörige Sollabstände andererseits herangezogen werden, wobei diese Abstände vorzugsweise an, in Richtung der jeweiligen Drehachse gesehen, entgegengesetzten Seiten der Walzen, vorgesehen sind oder ermittelt werden.
    7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei dem die Mittelachse innerhalb einer Bewegungsebene oder auf einer Bewegungsachse zweier zueinander beweglicher Teile einer Positioniereinrichtung zum Positionieren des Werkstücks liegt oder die Achse definiert, auf der das Werkstück positioniert wird.
    8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehende Ansprüche, bei dem eine oder jede Steuerung, Regelung oder Korrektur der relativen Lage der Drehachsen der Walzen auf die Soll-Relativlage vor oder nach der Umformphase und/oder nach Auswerfen des Werkstücks aus dem Zwischenraum zwischen den Werkzeugen oder den Walzen und/oder in einem umformkraftentlasteten Zustand der Walzen durchgeführt wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem oder mehreren der von Anspruch 2 abhängigen Ansprüche, bei dem
      a) mehrere Werkstücke in aufeinanderfolgenden Umformphasen nacheinander zwischen den Oberflächen oder Werkzeugen der Walzen umgeformt werden und nach der zugehörigen Umformphase jedes Werkstück aus dem Zwischenraum zwischen den Walzen oder den Werkzeugen ausgeworfen wird und
      b) in jeder Umformphase oder in jeder auf eine vorgegebenen Anzahl von Umformphasen folgenden Umformphase die relative Lage der Drehachsen der Walzen ermittelt wird,
      c) nach jeder Umformphase oder einer vorgegebenen Anzahl von Umformphasen und/oder nach Auswerfen des jeweiligen Werkstücks die Regelung oder Korrektur der ermittelten relativen Lage der Drehachsen der Walzen auf die Soll-Relativlage durchgeführt wird.
    10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehende Ansprüche, bei dem, insbesondere während der Umformphase auftretende, thermische und/oder mechanische Form- oder Volumenänderungen in den Walzen oder deren Werkzeugen oder anderen Bereichen einer die Walzen umfassenden Walzmaschine, insbesondere Lagereinrichtungen für die Walzen und Trägereinrichtungen für die Lagereinrichtungen, durch die Korrektur der relativen Lage der Drehachsen der Walzen im Wesentlichen kompensiert werden.
    11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die relative Lage, die Position(en) oder der Abstand oder die Abstände der Drehachsen der Walzen während der oder wenigstens einer Umformphase und/oder in einem umformkraftbelasteten Zustand der Walzen auf die Soll-Relativlage oder die Sollposition(en) oder den Sollabstand/die Sollabstände gesteuert, geregelt oder korrigiert wird oder werden, wobei die Soll-Relativlage oder die Sollposition(en) oder der Sollabstand oder die Sollabstände während der Umformphase gemäß einem vorgegebenen, insbesondere von der Winkelposition oder Drehposition wenigstens einer Walze abhängigen oder von der Zeit abhängigen Verlauf geführt wird bzw. werden, der einem gewünschten Verlauf des beim Umformen des Werkstücks gewünschten Umformdruckes oder der Umformung des Werkstücks angepasst ist.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem mit demselben wenigstens einen Werkzeug oder denselben Oberflächen der Walzen durch Einstellen unterschiedlicher Verläufe der Soll-Relativlage oder Sollposition(en) oder des Sollabstandes oder der Sollabstände in unterschiedlichen Umformphasen unterschiedliche Umformungen derselben oder unterschiedlicher Werkstücke erzeugt werden, insbesondere durch Verringern des Abstandes der Drehachsen während zumindest eines Teils der Umformphase, und/oder Abweichungen beim Werkzeug von einer vorgegebenen Form durch Anpassen der Soll-Relativlage der Drehachsen der Walzen wenigstens annähernd ausgeglichen werden.
    13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehende Ansprüche, bei dem die Walzen in jeweils zwei Lagereinrichtungen rotierbar oder rotierend gelagert sind und zur Einstellung der relativen Lage der Drehachsen der Walzen zueinander eine der beiden Lagereinrichtungen oder beide Lagereinrichtungen wenigstens einer Walze über wenigstens einen Stellantrieb bewegt werden.
    14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehende Ansprüche, bei dem die Drehachse(n) der Walze(n) oder die Lagereinrichtung(en) der Walze(n) zur Steuerung, Regelung oder Korrektur der relativen Lage auf die Soll-Relativlage wenigstens teilweise in einer vorgegebenen Bewegungsrichtung linear bewegt wird bzw. werden, wobei die Bewegungsrichtung der linearen Bewegung vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu den Drehachsen der Walzen und/oder im Wesentlichen parallel zur Schwerkraft gerichtet ist oder wird, und/oder wenigstens teilweise gedreht oder gekippt wird bzw. werden.
    15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Werkstück warmumgeformt oder heißumgeformt wird und/oder aus einem eisenhaltigen oder einem nicht eisenhaltigen metallischen Werkstoff besteht.
    16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehende Ansprüche, bei dem die Soll-Relativlage oder die Sollposition(en) oder der Sollabstand/die Sollabstände der Drehachsen der Walzen abhängig von dem Material und/oder der Gestalt des umzuformenden Werkstück oder von der gewünschten Gestalt oder den gewünschten Abmessungen des umgeformten Werkstücks eingestellt oder gewählt werden oder sind, wobei vorzugsweise die Gestalt des Werkstücks vor der Umformphase vermessen wird und die Soll-Relativlage, Sollposition(en) oder der Sollabstand/die Sollabstände entsprechend eingestellt wird bzw. werden.
    17. Walzmaschine, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
      a) wenigstens zwei um jeweils eine Drehachse rotierbaren oder rotierenden, insbesondere mit Werkzeugen bestückbaren oder bestückten, Walzen,
      b) wenigstens einem Rotationsantrieb zum Rotieren der Walzen um deren Drehachsen zumindest während einer Umformphase zum Umformen eines zwischen den Walzen anordenbaren oder angeordneten Werkstücks,
      c) wenigstens einem Stellantrieb zum Einstellen der Position(en) der Drehachse(n) einer der Walzen oder beider Walzen,
      d) einer mit jedem Stellantrieb in Wirkverbindung stehenden Kontrolleinrichtung zum Steuern, Regeln oder Korrigieren der relativen Lage der Drehachsen der Walzen auf eine konstante oder variable Soll-Relativlage mittels des oder der Stellantriebe(s).
    18. Walzmaschine nach Anspruch 17 mit einer Positioniereinrichtung mit zwei zueinander beweglichen Positionierteilen zum Positionieren des Werkstücks im Bereich einer vorgegebenen Mittelachse zwischen den beiden Walzen.
    19. Walzmaschine nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, bei der jeder Walze wenigstens ein zugehöriger Stellantrieb zugeordnet ist zum unabhängigen Einstellen der Positionen der Drehachsen der Walzen, wobei die Stellantriebe vorzugsweise an voneinander abgewandten Seiten der Walzen angeordnet sind.
    20. Walzmaschine nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, bei der den Walzen ein gemeinsamer Stellantrieb zugeordnet ist, der über jeweils ein Getriebe mit jeder der Walzen koppelbar oder gekoppelt ist, wobei die Getriebe vorzugsweise so ausgebildet sind, dass die Drehachsen beider Walzen beim Antrieb durch den gemeinsamen Stellantrieb gleichzeitig, vorzugsweise auch mit der gleichen Geschwindigkeit, auf eine zwischen den Walzen liegende Referenzposition, vorzugsweise die Mittelachse, zu oder von dieser weg bewegbar sind.
    21. Walzmaschine nach einem der Ansprüche 17 bis 20, die
      a) für jede Walze jeweils zwei an Stirnseiten der Walze mit der Walze, vorzugsweise lösbar, verbindbare oder verbundene und mit der Walze mitrotierbare oder mitrotierende Halteeinrichtungen und
      b) für jede Halteeinrichtung jeweils eine Lagereinrichtung, in der die Halteeinrichtung drehbar gelagert ist, umfasst,
      b) wobei die Lagereinrichtungen mit den in ihnen gelagerten Halteeinrichtungen wenigstens einer Walze mit dem oder den dieser Walze zugeordneten Stellantrieb(en) gekoppelt oder koppelbar ist und über den oder die Stellantrieb(e) bewegbar sind oder bewegt werden zum Verändern der Position der Drehachse der zugehörigen Walze, wobei vorzugsweise jede Lagereinrichtung jeweils mit einem zugehörigen Stellantrieb verbunden ist.
    22. Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 21, bei der in der Soll-Relativlage die Drehachsen der Walzen im Wesentlichen parallel zueinander gerichtet sind und/oder im Wesentlichen, in Schwerkraftrichtung gesehen, übereinander angeordnet sind und/oder im Wesentlichen senkrecht zur Schwerkraftrichtung angeordnet sind.
    23. Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 22, bei der wenigstens ein Stellantrieb wenigstens einen elektrischen Stellantriebsmotor und eine mit dem Stellantriebsmotor einerseits und der zugehörigen Walze andererseits koppelbare oder gekoppelte Kraftübertragungseinrichtung, die insbesondere wenigstens eine Antriebsspindel und/oder ein Schneckengetriebe umfasst, zum Übertragen der Antriebskraft oder des Antriebsdrehmoments des Stellantriebsmotors zur Bewegung der Walzen umfasst.
    24. Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 23 mit einer nicht mit den Walze mitrotierenden oder nicht mitrotierbaren Trägereinrichtung, an der oder von der der oder die Stellantrieb(e) getragen oder gelagert ist bzw. sind, wobei die Trägereinrichtung vorzugsweise Führungsbereiche zum Führen der Walzen oder der Lagereinrichtungen bei deren Bewegung aufweist.
    25. Walzmaschine nach Anspruch 24, bei der die Trägereinrichtung vier, insbesondere säulenartige, Trägerelemente umfasst, wobei zwischen zwei der vier Trägerelementen eine der Lagereinrichtungen einer ersten der beiden Walzen und eine der Lagereinrichtungen der zweiten der beiden Walzen und zwischen den anderen zwei der vier Trägerelemente die andere Lagereinrichtung der ersten Walze und die andere Lagereinrichtung der zweiten Walze angeordnet und vorzugsweise beweglich geführt sind, wobei die Trägerelemente insbesondere mittels Zugankern und, vorzugsweise hydraulischen, Muttern vorgespannt sind.
    26. Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 25 mit
      a) einer Einrichtung zum Ermitteln der relativen Lage der Drehachsen der Walzen zueinander, insbesondere während der Umformphase,
      b) wobei die Kontrolleinrichtung mit der Einrichtung zum Ermitteln der relativen Lage der Drehachsen in Wirkverbindung steht und
      b1) die von dieser Einrichtung ermittelte relative Lage der Drehachsen mit der Soll-Relativlage vergleicht,
      b2) feststellt, ob eine außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegende Abweichung der ermittelten relativen Lage der Drehachsen von der Soll-Relativlage vorliegt,
      b3) und, wenn eine solche außerhalb des Toleranzbereiches liegende Abweichung der ermittelten relativen Lage der Drehachsen von der Soll-Relativlage vorliegt, die relative Lage der Drehachsen der Walzen, insbesondere mittels des wenigstens einen Stellantriebs, derart verändert, dass die Abweichung wieder innerhalb des Toleranzbereiches liegt.
    27. Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 26, bei der die Einrichtung zum Ermitteln der relativen Lage der Drehachsen der Walzen zueinander wenigstens zwei Abstandssensoren zum Messen der Abstände der Drehachsen der Walzen voneinander oder jeweils zur Mittelachse oder der Abstände der Lagereinrichtungen zur Mittelachse oder zur Positioniereinrichtung als Maß für die Position(en) oder den Abstand der Drehachsen der Walzen umfasst.
    28. Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 27, bei der die Einrichtung zum Ermitteln der relativen Lage der Drehachsen der Walzen zueinander wenigstens einen berührungslosen Sensor und/oder einen Ultraschallsensor und/oder einen optischen Sensor und/oder einen induktiven Sensor und/oder einen magnetischen Sensor umfasst.
    29. Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 28, die als Profilquerwalzmaschinen oder Querkeilwalzmaschine ausgebildet ist und/oder bei der die Werkzeuge auf den Walzen im Querschnitt keilförmige oder dreieckförmige Profile oder Gestalten aufweisen und entlang des Umfangs in ihrer radialen Abmessung in einer Richtung zunehmen und/oder schräg zur Drehachse der zugehörigen Walze verlaufen.
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